INSTITUTO TECNOLOGICO DE CANCUN

FUNDAMENTO DE INVESTIGACIONJORGE LUIS GONZALEZ CHAPARRO PRESENTAEL USO DE LA ENERGIA NUCLEARASESORDAVID NOCHEBUENA GONZALEZ

Mayo De 2015 Cancn, Quintana Roo

ndice

ContenidondiceiiContenidoiiJustificacinvObjetivo generalvObjetivos especficosvHIPOTESISvIntroduccinvi1.- Breve historia de la energa nuclear.22.- Qu es la energa nuclear?72.1.- fusin nuclear782.1.1.- confinamiento para la fusin nuclear82.2.-fisin nuclear92.2.1.-Reacciones nucleares en cadena92.2.2.- La fisin nuclear controlada92.2.3.- Fisin nuclear espontnea102.3.- Central nuclear10Figura 2.3. (Proceso de produccin de energa elctrica en una central nuclear)112.3.1.- funcionamiento la central nuclear112.4.- reactor nuclear122.4.1.- Componentes del ncleo del reactor nuclear13Combustible nuclear13Barras de control14Moderador14Refrigerante15Reflector15Blindaje152.5.- Tipos de reactores162.5.1.- Reactor de agua a presin (PWR)162.5.2.- Reactor de agua en ebullicin (BWR)172.5.3.- Reactor deuranionatural, gas y grafito (GCR)172.5.4.- Reactor avanzado de gas (AGR)172.5.5.- Reactor refrigerado por gas a temperatura elevada (HTGCR)172.5.6.- Reactor de agua pesada (HWR)172.5.7.- Reactor reproductor rpido (FBR)182.6.-Seguridad En Los Reactores Nucleares182.6.1.-Sistemas de Control.182.6.2.-Sistemas de Contencin.193.1.- El Desastre Nuclear En Chernobyl Unin Sovitica, 26 de abril de 1986.213.1.1.- EL DESASTRE.223.2.- Kyshtym. Unin Sovitica, 29 de septiembre de 1957263.3.- Windscale. Gran Bretaa, 10 de octubre de 1957.273.4.- Three Mile Island. Estados Unidos, 28 de marzo de 1979.273.5.-Otros Accidentes Nucleares.283.6.- Principales Pases Productores De Energa Nuclear294.1.- Medicina nuclear324.2.-Aplicaciones militares, armas nucleares354.3.-Aplicaciones industrialesde la tecnologa nuclear354.4.-Aplicaciones en agricultura de la tecnologa nuclear364.5.-Aplicacin de la tecnologa nuclear a la alimentacin364.6.-Aplicaciones medioambientalesde la tecnologa nuclear364.7.-Otras aplicacionesde la tecnologa nuclear364.8.- Residuos Nucleares.374.8.1.- Residuos nucleares374.8.2.-Que se hace con los residuos de la energa nuclear?374.8.3.-Residuos nucleares de media y baja actividad384.8.4.-Residuos nucleares de alta actividad40Clasificacion europea de residuos nucleares40CONCLUCION41

JustificacinEn los tiempos que vivimos es importante conocer otras fuentes de energa, la energa nuclear es un fantstico ejemplo de estas, pero, tambin hay que saber los riesgos que conllevan trabajar con ella.

Objetivo generalReconocer el uso de la tecnologa de la energa nuclear Objetivos especficosEntender el proceso de la energa nuclearConocer los riesgos de la energa nuclearIdentificar pases que ya utilizan energa nuclearSaber las ventajas y desventajas a las que se enfrenta el uso de esta energa.

HIPOTESIS A pesar de ser una gran fuente de energa y mejora, el uso de la energa nuclear, es muy peligroso aunque trate de utilizarse para una buena causa, la seguridad juega un papel muy importante en las plantas nucleares. La energa nuclear no afecta al medio ambiente de ningn modo pero en caso de algn accidente en la planta nuclear sera una catstrofe.

Introduccin

Desde hace ya algun tiempo los cientificos empezaron a buscar fuentes de energia alternativa en el mundo, buscando la mejor forma de hacerlo sin que se siga danando el planeta, existen diferentes tipos de energias que se pueden utilizar para convertirlas en electricidad para el consumo de hogares y negocios.Una de estas fuentes de energia es la energia nuclear que atravez de ciertos manejos con los elementos mas radioactivos y una serie de procesos logran producir energia para ser tranformada en electrica, abastaciendo electricidad desde sus plantas donde se realizan todas esas peligrosas actividades. La historia no nos miente, la energia nuclear es una de las mejores maravillas que pueden existir pero nos hemos dado cuenta de lo peligroso que pueden ser para el ser humano, no solo en el uso de armas nucleares, si no tambien producciendo esta energia que es mas limpia se corren ciertos riesgos que pueden ser muy mortales para las personas, nos dimos cuenta pues puso fin ala 2da guerra mundial cuando EEUUSS lanzo una bomba atomica en la ciudad de hiroshima o en el accidente ocurrido en Chernobyl y otros accidentes de los que mas adelante se habl

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CAPITULO I:HISTORIA DE LA ENERGIA NUCLEAR

1.- Breve historia de la energa nuclear.

Hacia 1847 comienza a conjeturarse el principio de conservacin de la energa, la edad atribuida al sol y la imposibilidad de explicar sus radiaciones a partir de una simple combustin qumica, por tanto debera existir alguna otra fuente de energa inadvertida hasta entonces por la humanidad. En slo medio siglo desde el inesperado descubrimiento de los rayos X por parte de Wilhelm Roetgen en 1895, la ciencia sigui la senda de los misteriosos fenmenos radiactivos. En 1876 los experimentos de Eugen Golstein con rayos catdicos ponen en la pista a los cientficos para detectar el electrn. En 1896 el fsico francs Antoine Henri Becquerel comprueba que ciertas sustancias, como las sales de uranio, generan rayos penetrantes de origen misterioso. Las investigaciones de Marie y Pierre Curie con mineral de uranio llevan al descubrimiento de otras sustancias hasta entonces desconocidas y an ms radiantes, entre ellas el radio. No pasa mucho tiempo hasta descubrir que la radioactividad implica emisin de energa. En 1898 Ernest Rutherford distingue rayos que denomina alfa y beta en las radiaciones de uranio, estas ltimas resultaran ser electrones. Joseph John Thompson, fsico ingls, identifica y mide finalmente al electrn, la primera partcula subatmica en ser descubierta. En 1903 se pensaba que los nicos elementos en tener una reserva energtica dentro del tomo eran los elementos radiactivos, sin embargo Ernest Rutherford sugiere que todos los tomos tienen escondida una enorme reserva de este tipo. En 1911 el fsico J. J. Thomson aproxima un modelo terico del tomo en el que los electrones se repartan en el interior de una esfera de carga positiva y describan una rbita alrededor del ncleo. Es sin embargo el neozelands Ernest Rutherford, quien demuestra la estructura interna del tomo, un pequeo ncleo alrededor del cual giran los electrones, al verificar experimentalmente esa hiptesis mediante bombardeo de rayos alfa descubre desvos sorprendentes intuyendo impactos contra un ncleo mucho ms masivo de lo supuesto y cuya carga era idntica a la suma de las cargas de los electrones. En 1913 el fsico Niels Bohr desarrolla una hiptesis mejorada para explicar la estructura del tomo. Bohr postula que los electrones estn dispuestos en capas definidas, o niveles cunticos, a determinadas distancias del ncleo cumplimentando ciertas condiciones. Su formulacin permite salvar inconsistencias con la fsica clsica del primer modelo. Comienza a intuirse progresivamente el funcionamiento de complejas fuerzas dentro del tomo cuya comprensin posibilita dos dcadas ms tarde modificar con xito la estructura de sus propios ncleos. Antes de 1914 se haba detectado en los experimentos de rayos catdicos una partcula con carga positiva cuya masa es igual a la masa del hidrogeno. Rutherford sugiere ahora que pese a su desproporcionada masa es equivalente aunque con carga positiva a la del electrn, la nueva partcula ser denominada protn. Posteriormente, en 1939 el fsico dans Niels Bohr anuncia a la comunidad cientfica, a pesar de sus reservas iniciales, un fenmeno indito, la fragmentacin del ncleo del uranio. El fenmeno ser conocido a partir de entonces como fisin. La fisin del uranio, segn se comprueba, libera cerca de diez veces ms energa nuclear por ncleo que cualquier otra reaccin nuclear de las conocidas hasta entonces y adems es susceptible de propagarla mediante una reaccin en cadena. En 1942 en EE.UU. el fsico Enrico Fermi y sus colaboradores construyen en la Universidad de Princeton, en Chicago, la primera pila atmica, el suceso da paso a la primera reaccin nuclear controlada en la historia de la humanidad y servir de modelo para centrales electro-nucleares y en lo inmediato para construir las primeras bombas atmicas. En 1945, el 16 de julio, en secreto, en White Sands, en el estado de Nuevo Mxico, EE.UU. es detonada en medio de una gran expectativa la primera bomba atmica experimental, de 19 kilotones bajo el nombre clave de Trinity, paso previo a los bombardeos sobre Japn en agosto. En 1949 Rusia realiza en Siberia su primera prueba atmica. En 1952 tambin Gran Bretaa se incorpora como potencia nuclear as como Francia y China acceden a la bomba durante 1960 y 1964 respectivamente. En 1956, en octubre, Gran Bretaa pone en funcionamiento la primera central nuclear comercial en el mundo. La planta denominada Calder Hall cuenta con una capacidad de generacin de 196 MW[footnoteRef:2]* y est localizada junto a un complejo de instalaciones de procesamiento nuclear en las adyacencias de Windscale, sobre el Mar de Irlanda. El complejo ser conocido aos ms tarde como Sellafield. El reactor el primero de una serie de cuatro de un plan an ms ambicioso seguir en funcionamiento hasta 2003. En 1957 se establece con el apoyo de 81 naciones, la Agencia Internacional de Energa Atmica (IAEA) con sede en Viena, una iniciativa que reconoce como antecedente la advertencia formulada cuatro aos antes ante la ONU por el presidente de EE.UU. Dwight Eisenhower acerca de la necesidad de contar con un estatuto internacional que supervise la seguridad del uso de la energa atmica en el mundo. [2: * mega watts]

En la dcada de los sesenta, Estados Unidos lanz el primer programa nuclear destinado a la generacin de electricidad. Aunque cuatro aos antes, el Reino Unido inaugur Calder Hall, la primera central nuclear del mundo. Poco despus, otros pases industrializados siguieron el ejemplo llevando a cabo sus propios programas de construccin y explotacin de centrales nucleares. La estabilidad econmica, el fuerte crecimiento de la demanda elctrica y sus prometedoras expectativas econmicas fueron el motor del desarrollo de esta fuente energtica. A principios de los aos setenta la crisis energtica del petrleo proporcion el impulso definitivo a la energa nuclear dentro de los planes energticos de muchos pases industrializados como Alemania, Canad, Italia y Japn. Destaca la fuerte apuesta por el desarrollo de la energa nuclear que realiz Francia, abandonando los reactores de grafito gas por la tecnologa americana de agua a presin. A su vez, otros pases como Mxico, Brasil, Taiwn y Corea se prepararon para iniciar sus programas nucleares. No obstante, en la segunda mitad de la dcada de los setenta, hubo una crisis econmica que estabiliz la demanda elctrica. Los costos de inversin de las centrales nucleares en construccin se dispararon y comenz a surgir el movimiento antinuclear con impacto en la opinin pblica. La combinacin de estos factores condicion una fuerte desaceleracin de los programas nucleares, sobre todo en los pases donde esta fuente de energa estaba ms desarrollada. [footnoteRef:3] [3: http://web.ing.puc.cl/power/alumno10/nuclear/nuclear_archivos/Page386.htm]

CAPITULO II:Como Se Obtiene La Energa Nuclear

2.- Qu es la energa nuclear?

La energa nuclear es la energa en el ncleo de un tomo. Los tomos son las partculas ms pequeas en que se puede dividir un material. En el ncleo de cada tomo hay dos tipos de partculas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energa nuclear es la energa que mantiene unidos neutrones y protones.La energa nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energa debe ser liberada. sta energa se puede obtener de dos formas: fusin nuclear y fisin nuclear. En la fusin nuclear, la energa se libera cuando los tomos se combinan o se fusionan entre s para formar un tomo ms grande. As es como el Sol produce energa. En la fisin nuclear, los tomos se separan para formar tomos ms pequeos, liberando energa. Las centrales nucleares utilizan la fisin nuclear para producir electricidad.Cuando se produce una de estas dos reacciones fsicas (la fisin nuclear o la fusin nuclear) los tomos experimentan una ligera prdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energa calorfica como descubri el Albert Einstein con su famosa ecuacin E=mc2.

Aunque la produccin de energa elctrica es la utilidad ms habitual que se le da a la energa nuclear, tambin se puede aplicar en muchos otros sectores, como en aplicaciones mdicas, medioambientales o blicas. [footnoteRef:4] [4: http://energia-nuclear.net/que_es_la_energia_nuclear.html]

2.1.- fusin nuclear

La fusin nuclear es un proceso donde dos o ms ncleos se combinan para formar un elemento con un nmero atmico mayor (ms protones en el ncleo). La fusin es el proceso contrario de la fisin nuclear. La reaccin de fusin produce la energa del Sol y otras estrellas.

Figura 2.1.- La reaccin de fusin D-T, es la reaccin ms eficiente conocida hasta ahora en trminos de energa liberada.

2.1.1.- confinamiento para la fusin nuclear

Los confinamientos convencionales que se utilizan en los reactores nucleares de fisin no son posibles debido a las altas temperaturas del plasma que deben soportar. Por este motivo, se han desarrollado dos importantes mtodos de confinamiento:Fusin nuclear por confinamiento inercial (FCI): Consiste en crear un medio tan denso que las partculas no tengan casi ninguna posibilidad de escapar sin chocar entre s. Una pequea esfera compuesta por deuterio y tritio es impactada por un haz de lser, provocndose su implosin. As, se hace cientos de veces ms densa y explosiona bajo los efectos de la reaccin de fusin nuclear.Fusin nuclear por confinamiento magntico (FCM): Las partculas elctricamente cargadas del plasma son atrapadas en un espacio reducido por la accin de un campo magntico. El dispositivo ms desarrollado tiene forma toroidal y se denomina Tokamak.[footnoteRef:5] [5: http://energia-nuclear.net/como_funciona/fusion_nuclear.html]

2.2.-fisin nuclear

La fisin nuclear es el proceso por el cual los ncleos pesados se dividen en dos o ms ncleos de nmeros de masa intermedios.La fisin nuclear puede ocurrir cuando un ncleo de un tomo pesado captura un neutrn (fisin inducida), o puede ocurrir espontneamente debido a la inestabilidad del istopo (fisin espontnea).2.2.1.-Reacciones nucleares en cadena

Unareaccin en cadenaes un proceso mediante el cual los neutrones que se han liberado en una primera fisin nuclearproducen una fisin adicional en al menos un ncleo ms. Este ncleo, a su vez produceneutrones, y el proceso se repite.Estas reacciones en cadena pueden ser controladas o incontroladas. Las reacciones controladas seran las reacciones nucleares producidas en centrales nucleares en que el objetivo es generarenerga elctricade forma constante. Las reacciones nucleares incontroladas se dan en el caso de armas nucleares.42.2.2.- La fisin nuclear controlada

Para mantener un control sostenido de reaccin nuclear, por cada 2 o 3 neutrones puestos en libertad, slo a uno se le debe permitir dar a otro ncleo de uranio. Si esta relacin es inferior a uno entonces la reaccin va a morir, y si es ms grande va a crecer sin control (una explosin atmica). Para controlar la cantidad de neutrones libres en el espacio de reaccin debe estar presente un elemento de absorcin de neutrones. La mayora de los reactores son controlados por medio de barras de control hechas de neutrones de un fuerte material absorbente, como el boro o el cadmio.Adems de la necesidad de capturar neutrones, los neutrones a menudo tienen mucha energa cintica (se mueven a gran velocidad). Estos neutrones rpidos se reducen a travs del uso de un moderador, como el agua pesada y el agua corriente. Algunos reactores utilizan grafito como moderador, pero este diseo tiene varios problemas. Una vez que los neutrones rpidos se han desacelerado, son ms propensos a producir ms fisiones nucleares o ser absorbidos por las barra de control. 4

Figura 2.2. (Esquema sobre cmo se controlan los neutrones liberados para controlar la reaccin de fisin en cadena)

2.2.3.- Fisin nuclear espontnea

En este tipo de reacciones no es necesaria la absorcin de un neutrn exterior. En determinados istopos del uranio, y sobre todo del plutonio, tienen una estructura atmica tan inestable que se fusiona espontneamente.La tasa de la fisin nuclear espontnea es la probabilidad por segundo que un tomo dado se fisione de forma espontnea - es decir, sin ninguna intervencin externa. El plutonio 239 tiene una muy alta tasa de fisin espontnea en comparacin con la tasa de fisin espontnea de uranio 235.[footnoteRef:6] [6: http://energia-nuclear.net/como_funciona/fision_nuclear.html]

2.3.- Central nuclear

Una central nuclear es una instalacin industrial construida para generar electricidad a partir de la energa nuclear.Las centrales nucleares forman parte de la familia de las centrales termoelctricas, lo que implica que utilizan el calor para generar la energa elctrica. Este calor proviene de la fisin de materiales como el uranio y el plutonio.[footnoteRef:7] [7: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/x.-las-centrales-nucleares]

Una central nuclear tiene muchas similitudes con una central trmica. Ambas poseen una turbina a vapor y un generador elctrico. Un determinado caudal de vapor a presin ingresa a la turbina e incide sobre los alabes (paletas). Ests giran sobre su eje a una velocidad especfica conjuntamente con el generador elctrico. De esta manera que produce la energa elctrica.

Figura 2.3. (Proceso de produccin de energa elctrica en una central nuclear)2.3.1.- funcionamiento la central nuclear

El principio bsico del funcionamiento de una central nuclear se basa en la obtencin de energa calorfica mediante la fisin nuclear del ncleo de los tomos del combustible. Con esta energa calorfica, que tenemos en forma de vapor de agua, la convertiremos en energa mecnica en una turbina y, finalmente, convertiremos la energa mecnica en energa elctrica mediante un generador.El reactor nuclear es el encargado de provocar y controlar estas fisiones atmicas que generarn una gran cantidad de calor. Con este calor se calienta agua para convertirla en vapor a alta presin y temperatura.El agua transformada en vapor sale del edificio de contencin debido a la alta presin a que est sometido hasta llegar a la turbina y hacerla girar. En este momento parte de la energa calorfica del vapor se transforma en energa cintica. Esta turbina est conectada a un generador elctrico mediante el cual se transformar la energa cintica en energa elctrica.Por otra parte, el vapor de agua que sali de la turbina, aunque ha perdido energa calorfica sigue estando en estado gas y muy caliente. Para reutilizar esta agua hay refrigerarla antes de volverla a introducir en el circuito. Para ello, una vez ha salido de la turbina, el vapor entra en un tanque (depsito de condensacin) donde este se enfra al estar en contacto con las tuberas de agua fra. El vapor de agua se vuelve lquido y mediante una bomba se redirige nuevamente al reactor nuclear para volver a repetir el ciclo.Por este motivo las centrales nucleares siempre estn instaladas cerca de una fuente abundante de agua fra (mar, ro, lago), para aprovechar esta agua en el depsito de condensacin. La columna de humo blanco que se puede ver saliendo de determinadas centrales es el vapor de agua que se provoca cuando se este intercambio de calor.2.4.- reactor nuclear

Un reactor nuclear es una instalacin capaz de iniciar, controlar y mantener las reacciones nucleares (generalmente de fisin) en cadena que se produzcan en el ncleo de esta instalacin.La composicin del reactor nuclear est formada por el combustible, el refrigerante, los elementos de control, los materiales estructurales y, en el caso de que se trate de un reactor nuclear trmico, el moderador.Los reactores nucleares se pueden clasificar como reactores trmicos y reactores rpidos.Los reactores trmicos son aquellos que funcionan retrasando (moderando) los neutrones ms rpidos o incrementando la proporcin detomosfisibles. Para ralentizar estos neutrones, llamados neutrones lentos, se necesita un moderador que puede ser agua ligera, agua pesada o grafito.Los reactores rpidos son los que no necesitan moderar la velocidad de loselectronesy utilizan neutrones rpidos.Para construir un reactor nuclear es necesario disponer de combustible suficiente, que llamamos masa crtica. Tener suficiente masa crtica significa disponer de suficiente material fisible en ptimas condiciones para mantener una reaccin en cadena.La disposicin de absorbentes de neutrones y de lasbarras de controlpermite controlar la reaccin en cadena y la parada y puesta en funcionamiento del reactor nuclear.

En el ncleo del reactor se produce y mantiene la reaccin nuclear en cadena con el objetivo de calentar el agua que se utilizar para accionar las turbinas de la central.2.4.1.- Componentes del ncleo del reactor nuclearUn reactor nuclear est formado por los siguientes componentes:Combustible nuclearElcombustible nucleares un material con capacidad de fisionarse lo suficiente como para llegar a la masa crtica, es decir, para mantener una reaccin nuclear en cadena. Se coloca de manera que se pueda extraer rpidamente el calor que produce esta reaccin nuclear encadenada.En las centrales nucleares se utiliza combustible slido. Los combustibles nucleares varan dependiendo del tipo de reactor pero generalmente se utilizan derivados deluranio.En general, un elemento de combustible est constituido por una disposicin cuadrangular de las varillas del combustible, como se puede apreciar en la imagen. Aunque el reactor nuclear ruso de agua a presin VVER est constituido por una disposicin hexagonal.Los tubos gua se sujetan a las rejillas de soporte de combustible, de esta forma se consigue mantener los centros de las varillas de combustible y los tubos gua a la misma distancia.El diseo mecnico de los diferentes elementos de combustible es idntico.Algunos contienen haces debarras de controly otros contienen venenos consumibles o fuentes neutrnicas.Para asegurar la calidad de los elementos de combustible, se realizan numerosas inspecciones y ensayos tanto de las materias primas como del producto final.Barras de controlLos haces de barras de control proporcionan un medio rpido para controlar la reaccin nuclear. Permiten realizar cambios rpidos de potencia del reactor y su parada eventual en caso de emergencia. Estn fabricadas con materiales absorbentes de neutrones (carburo de boro o aleaciones de plata, indio y cadmio, entre otros) y suelen tener las mismas dimensiones que los elementos de combustible. La reactividad del ncleo aumenta o disminuye subiendo o bajando lasbarras de control, es decir, modificando la presencia de material absorbente de neutrones contenido en ellas en el ncleo.Para que un reactor funcione durante un periodo de tiempo tiene que tener un exceso de reactividad, que es mximo con el combustible fresco y va disminuyendo con la vida del mismo hasta que se anula, momento en el que se hace la recarga del combustible.En funcionamiento normal, un reactor nuclear tiene las barras de control total o parcialmente extradas del ncleo, pero el diseo de las centrales nucleares es tal que ante un fallo en un sistema de seguridad o de control del reactor, siempre acta en el sentido de seguridad de reactor introducindose totalmente todas lasbarras de controlen el ncleo y llevando el reactor a parada segura en pocos segundos.ModeradorLos neutrones resultantes de una reaccin de fisin tienen una elevada energa cintica (adquieren mucha velocidad). Cuanto ms alta sea su velocidad es menos probable que fisionen otrostomosde modo que conviene reducir esta velocidad para incentivar nuevas reacciones en cadena. Esto se consigue mediante choques elsticos de los neutrones con los ncleos del elemento que hace de moderador.Entre los moderadores ms utilizados estn el agua ligera, el agua pesada y el grafito.RefrigerantePara poder aprovechar laenerga calorficaque desprenden las reacciones nucleares de fisin se utiliza un refrigerante. La funcin del refrigerante es absorber dicho calor y transportarlo.El refrigerante debe ser anticorrosivo, con una gran capacidad calorfica y no debe absorber neutrones.Los refrigerantes ms usuales son gases, como el anhdrido carbnico y el helio, y lquidos como el agua ligera y el agua pesada. Incluso hay algunos compuestos orgnicos y metales lquidos como el sodio, que tambin se utilicen para esta funcin.ReflectorEn una reaccin nuclear en cadena, un cierto nmero de neutrones tiende a escapar de la regin donde sta se produce. Esta fuga de neutrones puede minimizarse con la existencia de un medio reflector que les vuelva a dirigir dentro de la regin de reaccin. De esta forma se consigue aumentar la eficiencia del reactor. El medio reflector que rodea al ncleo debe tener una baja seccin eficaz de captura para no reducir el nmero de neutrones y que se reflejen el mayor nmero posible de ellos.La eleccin del material depende del tipo de reactor. Si tenemos un reactor trmico, el reflector puede ser el moderador, pero si tenemos un reactor rpido el material del reflector debe tener una masa atmica grande para que los neutrones se reflejen en el ncleo con su velocidad original (dispersin in-elstica).

BlindajeCuando el reactor est en operacin, se genera gran cantidad de radiacin. Es necesaria una proteccin para aislar a los trabajadores de la instalacin de las radiaciones ocasionadas por los productos de fisin.Por ello, se coloca un blindaje biolgico alrededor del reactor para interceptar estas emisiones.Los materiales ms usados para construir este blindaje son el hormign, el agua y el plomo.2.5.- Tipos de reactores

La clasificacin de los tipos dereactor nuclearse puede realizar de distinta forma dependiendo del criterio que se utiliza. Entre los criterios ms habituales se encuentran: Segn elcombustible utilizadoencontramos los reactores nucleares de uranio natural y los reactores nucleares de uranio enriquecido. El combustible de uranio natural contiene la misma proporcin de uranio que se encuentra en la naturaleza, mientras que en el combustible de uranioenriquecido esta proporcin se aumenta artificialmente. Otros reactores utilizan xidos mixtos de Uranio y Plutonio. Segn lavelocidad de los neutronesproducidas en las reacciones nucleares de fisin: reactores se distinguen los reactores rpidos y los reactores trmicos. Segn elmoderador utilizadopueden ser reactores nucleares de agua pesada, agua ligera o de grafito. Segn elmaterial usado como refrigerante: los materiales ms habituales son un gas (helio o anhdrido carbnico) o agua (ligera o pesada). Algunas veces estos materiales, a la vez, tambin actan como moderador. Tambin se puede utilizar vapor de agua, sales fundidas, aire, o metales lquidos como refrigerante.Las diferencias entre los diferentes tipos de centrales nucleares en operacin se basan en el tipo de reactor nuclearque utilizan para producir energa. La forma en que se generaenerga elctricaa partir del vapor generado es similar en todas las centrales nucleares.Tipos de reactores nucleares en operacin:2.5.1.- Reactor de agua a presin (PWR)El reactor de agua a presin es elreactor nuclearms utilizado en el mundo. Se ha desarrollado principalmente en Estados Unidos, R.F. Alemania, Francia y Japn.Estereactor nuclearutilizauranioenriquecido en forma de xido como combustible.El moderador y el refrigerante utilizado es el agua.La energa generada por el ncleo del reactor es transportada mediante el agua de refrigeracin que circula a gran presin hasta un intercambiador de calor, donde se genera el vapor que accionar las turbinas.2.5.2.- Reactor de agua en ebullicin (BWR)El reactor de agua en ebullicin, tambin se utiliza con frecuencia. Tecnolgicamente ha sido desarrollado principalmente, en Estados Unidos, Suecia y la R.F. Alemana.En este reactor, el agua se utiliza como refrigerante y moderador.El combustible esuranioenriquecido en forma de xido.2.5.3.- Reactor deuranionatural, gas y grafito (GCR)Este tipo dereactor nuclearutilizauranionatural en forma de metal como combustible. El combustible se introduce en tubos de una aleacin de magnesio llamado magnox.El moderador utilizado es el grafito y el refrigerador es gas, anhdrido carbnico.La tecnologa de este tipo dereactor nuclear, ha sido desarrollada principalmente en Francia y Reino Unido.2.5.4.- Reactor avanzado de gas (AGR)Ha sido desarrollado en el Reino Unido a partir delreactor nucleardeuranionatural-grafito-gas.Las principales novedades son que elcombustible nuclear, en forma de xido deuranioenriquecido, est introducido en tubos de acero inoxidable y que la vasija, de hormign pre-tensado, contiene los cambiadores de calor en su interior.

2.5.5.- Reactor refrigerado por gas a temperatura elevada (HTGCR)Estereactor nucleares una nueva evolucin de los reactores nucleares refrigerados por gas. Desarrollado en R.F. Alemana, Reino Unido y Estados Unidos.Las diferencias con el anterior son principalmente tres: se sustituye el helio por el anhdrido carbnico como refrigerante, se utiliza combustible cermico en vez de combustible metlico y las temperaturas del gas con el que trabaja son mucho ms elevadas.2.5.6.- Reactor de agua pesada (HWR)Este tipo dereactor nuclearha sido desarrollado principalmente en Canad.El combustible utilizado es eluranionatural, en forma de xido, que se introduce en tubos de circonio aleado.Su principal caracterstica es el uso de agua pesada como moderador y refrigerante.En su diseo ms habitual, los tubos del combustible se introducen en una vasija que contiene el moderador. El refrigerante se mantiene a presin para mantener su estado lquido. El vapor se produce en unos cambiadores de calor por los que circula el agua ligera.2.5.7.- Reactor reproductor rpido (FBR)Hay varios diseos, siendo el ruso y el francs los que se encuentran ms avanzados.La principal caracterstica de los reactores rpidos es que no utilizan moderador y que, por tanto, la mayora de las fisiones se producen por neutrones rpidos.El ncleo del reactor consta de una zona fisionable, rodeada de una zona frtil en la que el uranio natural se transforma enplutonio. Tambin puede utilizarse el ciclouranio233-torio.El refrigerante es sodio lquido, el vapor se produce en intercambiadores de calor. Su nombre de reproductor se debe a que en la zona frtil se produce mayor cantidad de material fisionable que la que consume el reactor en su funcionamiento, es decir ms combustible nuevo que el que se gasta.[footnoteRef:8] [8: http://energia-nuclear.net/reactor-nuclear/tipos-de-reactor-nuclear.html]

2.6.-Seguridad En Los Reactores Nucleares

2.6.1.-Sistemas de Control.Bsicamente est constituido por las barras de control y por diversa instrumentacin de monitoreo. Las barras de control son accionadas por una serie de sistemas mecnicos, elctricos u electrnicos, de tal manera de asegurar con rapidez la extincin de las reacciones nucleares. La instrumentacin de monitoreo se ubica en el interior o en el exterior del ncleo del reactor y su finalidad es mantener constante vigilancia de aquellos parmetros necesarios para la seguridad: presin, temperatura, nivel de radiacin, etc.

2.6.2.-Sistemas de Contencin.Constituido por una serie de barreras mltiples que impiden el escape de la radiacin y de los productos radiactivos. La primera barrera, en cierto tipo de reactores, es un material cermico que recubre el Uranio utilizado como elemento combustible. La segunda barrera es la estructura que contiene al Uranio, es decir, se trata de las barras de combustible. La tercera barrera es la vasija que contiene el ncleo del reactor. En los reactores de potencia se denomina vasija de presin y se construye de un acero especial con un revestimiento interior de acero inoxidable. La cuarta barrera lo constituye el edificio que alberga al reactor en su conjunto. Se conoce con el nombre de "Edificio de Contencin" y se construye de hormign armado de, a lo menos, 90 cm de espesor. Se utiliza para prevenir posibles escapes de productos radiactivos al exterior, resistir fuertes impactos internos o externos, soportar grandes variaciones de presin y mantener una ligera depresin en su interior que asegure una entrada constante de aire desde el exterior, de tal forma de evitar cualquier escape de material activado.CAPITULO III:ACCIDENTES NUCLEARES

3.1.- El Desastre Nuclear En Chernobyl Unin Sovitica, 26 de abril de 1986.

El 26 de Abril de 1986 explot el reactor n 4 de la planta Nuclear de Chernobyl, impactando al mundo con la mayor tragedia humana y ecolgica de todos los tiempos, slo comparable con la ms reciente de Fukushima. Desde entonces, las radiaciones han envenenado la vida de aproximadamente 8 millones de personas de Belarus, Ucrania y Rusia, quienes no conocan con claridad las consecuencias que la catstrofe poda generar en su salud.

Figura 3.1 La central antes del accidente.

En los das subsiguientes a la explosin, comunidades enteras fueron evacuadas ya que los niveles de radiacin en sus hogares eran extremadamente perjudiciales para la salud. Trece aos despus del terrible accidente la ayuda social para las vctimas, as como el cuidado y asistencia mdica, eran an poco comunes y difciles de obtener. Hoy da y sorprendentemente, la cuidad de Pripyat -en parte casi fantasmagrica- cuenta por otro lado con una vegetacin asombrosa. Lo que no ha cambiado es el recuerdo de una regin que un da tuvo vida, unas ciudades con familias, nios, colegios, hoteles, jardines y parques de atracciones que no llegaron jams a inaugurase. Quienes tuvieron que abandonar sus viviendas de un da para otro no olvidan pero viven resignados por ese recuerdo de la mayor catstrofe hasta el momento, que no slo se llev parte de sus vidas, sino fsicamente la de muchos de sus vecinos y que ha marcado con malformaciones, cncer y otros males a otros tantos de ellos.

Toda la zona contaminada tiene el acceso prohibido salvo a algunos investigadores y periodistas (como el programa Cuarto Milenio, de Iker Jimnez, que en su sexta temporada, captulo 2, se adentraron en la misma para conocer cmo es ahora, al cumplirse 25 aos (en 2011) de la catstrofe. Existen estrictos controles militares en los lmites de la zona prohibida y un retn del ejrcito y de cientficos e ingenieros dentro, aunque a varios kilmetros de la central, que controlan su estado. No obstante, an quedan algunas familias residiendo en la zona. Tras tantos aos han logrado sobrevivir, si bien, obviamente, comen y beben productos contaminados.La pregunta que podemos hacernos es cmo han logrado vivir all, y tambin cmo ha vuelto a crecer la vegetacin con tanto vigor con la radiacin del entorno. Los cientficos creen que tanto plantas como humanos pueden llegar a acostumbrarse a niveles bajos de radiacin, si bien en temas relacionados con la energa atmica todava se sabe poco.

3.1.1.- EL DESASTRE.El 26 de abril de 1986 a la 1:23am (hora local) los tcnicos en la planta de energa de Chernobyl en Ucrania (antigua URSS), iniciaron un simulacro consistente en reducir el nivel de energa elctrica en el reactor numero 4 como parte de un experimento controlado para comprobar si en el caso de prdida del suministro elctrico la desaceleracin de la turbina podra aportar suficiente energa para seguir enfriando el agua del circuito principal de refrigeracin hasta que se pusiera en marcha el generador diesel de emergencia, pero que finalmente deriv en un desastre debido a una sucesin de errores.

figura 3.2 Situacin de Chernobyl y zona ms afectada por la radiacin. La descoordinacin entre el equipo encargado de la prueba y el responsable de la seguridad del reactor provoc que ste se sobrecalentara. La ruptura de varias tuberas de fuel provoc el aumento de la presin del reactor, lo que dio como resultado dos explosiones, las cuales volaron la tapa del mismo, permitiendo la salida de nubes radiactivas durante 10 das. La gente de Chernobyl estuvo expuesta a una radiactividad 100 veces mayor a la que hubo en Hiroshima. El norte de Europa estuvo expuesto a nubes de material radiactivo que fueron arrastradas por el viento. Segn se inform posteriormente hasta 17 pases europeos fueron tocados por la nube. Se ha dicho que hasta Italia, pero tambin lleg a EspaaEl 70% de la radiacin se estima que cayo en Belarus. Esto provoc (y sigue provocando) que siguan naciendo bebs sin brazos, sin ojos o con alguna de sus extremidades deformadas. Se estima que ms de 15 millones de personas han sido vctimas del desastre de alguna manera y que costar mas de 60 billones de dlares tratar mdicamente a toda esa poblacin afectada. Mas de 600.000 personas se vieron involucradas en la limpieza, muchos de los cuales estn ahora muertos o enfermosLa planta de Chernobyl estaba formada por cuatro reactores con ncleo de grafito. El nmero cuatro explot en el desastre de 1986 y el nmero 2 fue cerrado a causa de un incendio en diciembre de 1996.Como se ha dicho, el accidente fue fruto de una serie de errores humanos (como desconectar el sistema de proteccin) y tcnicos, pero que se agrav debido al diseo del reactor (del tipo RBMK-1000), pues no contaba con vasija de proteccin ni adecuados sistemas de proteccin. Todos estos factores condujeron a un aumento catastrfico y casi instantneo del calor en el ncleo debido tambin a un error en la medicin de la temperatura. Como resultado se produjo una explosin de vapor en el reactor que al no contar con vasija de proteccin destruy gran parte del edificio. Los materiales radiactivos acumulados en el ncleo del reactor comenzaron a ser liberados en el ambiente instantneamente.La explosin fue tan grande que lanz a centenares de metros restos contaminados del reactor. Los bomberos apagaron los principales incendios excepto los del vestbulo central del reactor, donde el grafito continu incendiando los lugares vecinos en el reactor destrudo.En los das siguientes cerca de 5.000 toneladas de diversos materiales, incluyendo unas 40 toneladas de sustancias que contenan boro, 2.400 toneladas de lead, 1.800 toneladas de arena y arcilla, 600 toneladas de dolomita, trinatriufosfato y lquidos polimerizados, fueron lanzados dentro del reactor desde helicpteros del ejrcito para enfriar el grafito incendiado con el fin de disminuir la radiactividad. No se sabe bien an si al tirar materiales fuera del reactor alcanzaron su meta. Segn datos de observaciones posteriores slo una pequea parte de los materiales lanzados llegaron al reactor y ellos formaron montculos de una altura de 15 metros en el vestbulo central del reactor numero 4.Despus del accidente se construy un "sarcfago" sobre el reactor para evitar la emisin de radiacin. Fue uno de los trabajos de construccin ms complicados del mundo debido a la propia radiactividad y a la obra en s. Este proyecto fue concluido en noviembre de 1986, si bien posterioemtente hubo de reforzarse por las fisuras que la contaminacin produjo, y que actualmente se han vuelto a reproducir.Por desgracia 30 personas murieron (2 trabajadores de la central por la explosin y otras 28 personas, sobre todo personal contra incendios, durante las semanas siguientes, al recibir altas dosis de radiacin) Incluso un helicptero que trataba de enfriar el ncleo choc con unos cables y una torre junto al reactor y cay a pocos metros del edificio siniestrado. El rea contaminada ha sido mas de 130 mil km2 slo en la URSS. Cerca de 4.9 millones de personas vivian en este lugar antes del accidente. Toda la poblacin fue evacuada en un radio de 30 km. a la redonda y reubicada en diferentes zonas. La pregunta que debemos hacernos es si ese radio fue suficiente para el nivel de la catstrofe (7 de 7 en la escala internacional de emergencia nuclear INES) cuando el de Fukushima ha sido de 6 y la contaminacin ha afectado incluso al agua y alimentos en zonas ms alejadas (p. ej. en Tokyo, a unos 240 Km. de la central los niveles de contaminacin del agua rebasaron los lmites aconsejados para los nios).El impacto de accidente de Chernobyl a nivel poltico fue tremendo. Algunos pases detuvieron sus programas nacionales de energa nuclear, lo cual provoco que la construccin de nuevas plantas nucleares en la URSS fueran detenidas. La opinin publica se puso en contra de las plantas nucleares y algunas de ellas fueron cerradas. El accidente de Chernobyl inici una actividad internacional en el rea de seguridad nuclear y en la planificacin de emergencias nucleares.Si bien la seguridad ha aumentado espectacularmente desde entonces y se han establecido mejores protocolos de evacuacin y reduccin del impacto de un posible accidente, tras el de Fukushima se ha vuelto a poner sobre la mesa si merece la pena mantener un sistema de produccin de energa tan peligroso en caso de que algo salga mal y tal y como ocurri con Chernobyl la presin popular ha provocado un parn en las polticas nucleares de todo el mundo y una nueva revisin de los sistemas de seguridad.En cualquier caso debemos preguntarnos si esto no ser otra vez algo temporal y que se olvide dentro de unos meses o aos. Hemos de recordar, por ejemplo, el desconocido y preocupante caso de la central nuclear existente a 30 Km. de Nueva York sobre una falla ssmica, y que no ha llegado a ser cerrada.[footnoteRef:9] [9: http://www.nuclear.5dim.es/chernobyl.php]

3.2.- Kyshtym. Unin Sovitica, 29 de septiembre de 1957

El accidente de Kyshtym fue un accidente de contaminacin radiolgica que tuvo lugar el 29 de septiembre de 1957 en Mayak, un sitio de produccin de plutonio para armas nucleares y combustible nuclear para plantas de reprocesamiento en la Unin Sovitica. Tuvo una magnitud de nivel 6 en la Escala Internacional de Accidentes Nucleares, convirtindolo en el tercer accidente nuclear ms peligroso jams registrado, detrs del desastre nuclear de Fukushima Daiichi y el desastre de Chernbil (ambos de nivel 7 segn la escala internacional). El accidente ocurri en el pueblo de Ozyorsk, en el blast de Chelyabinsk, una ciudad cerrada construida alrededor de la planta de Mayak. Dado que Ozyorsk/Mayak (tambin conocida como Chelyabinsk-40 y Chelyabinsk-65) no se encontraba en los mapas, el desastre recibi el nombre de Kyshtym, el pueblo ms cercano.

Despus de la Segunda Guerra Mundial, la Unin Sovitica qued atrs de los Estados Unidos en el desarrollo de armas nucleares, por lo que comenz un programa apresurado de investigacin y desarrollo para producir una cantidad suficiente de uranio y plutonio para armas. La planta Mayak fue construida rpidamente entre 1945 y 1948. Las lagunas en el conocimiento sobre fsica nuclear de los cientficos soviticos hicieron difcil juzgar muchas de las decisiones sobre seguridad. Las preocupaciones medio ambientales no fueron tomadas en serio durante los primeros pasos del proceso de desarrollo. Los seis reactores nucleares estaban en el Lago Kyzyltash y utilizaron un sistema de enfriamiento de ciclo abierto, descargando agua contaminada directamente de vuelta al lago.1 En un principio Mayak estaba echando desechos radioactivos de alto nivel a uno ro cercano, el cual estaba llevando estos desechos al ro Ob, y de all hasta el Ocano rtico. Ms adelante el Lago Karachay fue utilizado para almacenamiento al aire libre.No hubo vctimas inmediatas de la explosin, pero el OIEA detect una liberacin ambiental de material nocivo a varios kilmetros de distancia. El gobierno ocult la informacin todo lo que pudo, hasta que tuvo que evacuar a 10 mil personas porque los reportes hablaban de gente a la que literalmente se le caa la piel. Se estima que unas 200 personas murieron de cncer por la radioactividad.3.3.- Windscale. Gran Bretaa, 10 de octubre de 1957.

La central haba sido erigida con fines militares y las actividades all eran secretas. Los investigadores realizaban un experimento que requera elevar la temperatura del grafito. Pero los indicadores del interior del reactor mostraban que el calor bajaba en lugar de subir. Por eso insistieron y aumentaron la potencia, sin xito.Informes posteriores mostraron que, en efecto, la temperatura haba bajado. Pero slo en una parte del reactor, en el resto haba alcanzado un nivel suficiente para causar un gigantesco incendio. Con ese cuadro se encontraron los tcnicos cuando abrieron el reactor. Los bomberos tardaron en actuar, ya que el calor era tan alto que al principio teman que el contacto con el hidrgeno del agua causara una explosin. La central qued en ruinas.El gobierno britnico escondi el accidente, temeroso de que restara apoyo a su programa nuclear. Con excusas legales, adopt como nica medida la prohibicin de venta de leche en un rea de 500 kilmetros a la redonda. Se calcula que unas 200 personas padecieron cncer por la radioactividad, y que la mitad de ellas murieron.3.4.- Three Mile Island. Estados Unidos, 28 de marzo de 1979.

Fue el mayor accidente nuclear en la historia estadounidense. Todo comenz con una simple avera en una tubera. Se abri una pequea vlvula para aliviar la presin que la ruptura provoc en el reactor. Deba cerrarse cuando la tarea hubiera concludo, pero funcion mal y no lo hizo. Los sistemas de alerta tambin fallaron y los operadores no se enteraron de lo que ocurra.El ncleo comenz a calentarse y alcanz los 2400C. El sistema de emergencia, dispuesto para enviar agua refrigerante al reactor, no se activ automticamente. Unos minutos ms hubieran alcanzado para que la central estallara en pedazos. Por fortuna, los ingenieros detectaron a tiempo el problema y alcanzaron a enfriar el ncleo y estabilizarlo.El accidente de Three Mile Island tuvo un profundo impacto en la opinin pblica acerca de la energa nuclear. Desde entonces, ningn proyecto de planta recibi aprobacin para su desarrollo. Pulsa en el siguiente enlace para ms informacin sobre elaccidente de Tree Miles Island.

3.5.-Otros Accidentes Nucleares.

12 de diciembre de 1952.-El primer accidente nuclear serio tiene lugar en la planta de Chalk River, en Ottawa (Canad), al fundirse parcialente el ncleo, sin causar daos personales. En mayo de 1958, un incendio en esa planta produjo una fuga radiactiva.30 septiembre 1957.-Una explosin en la central secreta de Chelliabnsk-40, conocida como Mayak, en los Montes Urales (la antigua URSS), causa al menos 200 muertos y contamina 90 kilmetros cuadrados con estroncio. Un total de 10.000 personas fueron evacuadas y decenas de miles quedaron expuestas a la radiacin.

7 octubre 1957.-El incendio en un reactor de la planta nuclear de Windscale-Sellafield en Liverpool (Reino Unido), produce una fuga radiactiva que contamin un rea de 300 kilmetros cuadrados.

3 enero 1961.-Tres tcnicos de la Armada estadounidense mueren en la planta de Idaho Falls, en un accidente con un reactor experimental. Fue el primer accidente nuclear en EEUU.

7 agosto 1979.-Un millar de personas resultaron contaminadas por la radiacin emitida por una central secreta cerca de Irwin (Tennessee, EEUU).

8 marzo 1981.-Fuga de agua radiactiva procedente de la planta de Tsuruga (Japn), no dada a conocer hasta seis semanas despus, a la que quedaron expuestas 300 personas.

13 de septiembre de 1987.-Un accidente radiactivo provocado por la contaminacin una cpsula de cesio-137 en la ciudad brasilea de Goiania causa cuatro muertos y 240 heridos.

30 septiembre 1999.-Una fuga de uranio en una central de combustible nuclear de la empresa JCO en Tokaimura (Japn) provoca la muerte de dos operarios y otras 438 personas resultan afectadas por las radiaciones.

6 abril de 1993.-La explosin de un contenedor lleno de una disolucin de uranio en la planta secreta de Tomsk-7 (Siberia, Rusia), dedicada al reprocesamiento de combustible nuclear, ubicada a 20 kilmetros de la ciudad de Tomsk (500.000 Habitantes), contamin unos 1000 kilmetros cuadrados.

9 agosto 2004.-Cinco trabajadores mueren a consecuencia de un escape de vapor en la sala de turbinas de uno de los reactores de la planta nuclear de Mihama (Japn).

8 abril 2008.-Al menos dos muertos por una fuga de gas en la central nuclear de Khushab (Pakistn) por la que fue evacuada la poblacin en un radio de 16 kilmetros.

3.6.- Principales Pases Productores De Energa Nuclear

1. Estados Unidos 101 465 MW(e)Estados Unidos es el pas con mayor produccin y, tambin con mayor nmero de reactores, con un total de 104. El pas sufri en 1979 un serio incidente en la central de Three Mile Island, donde uno de los reactores sufri una fusin parcial del ncleo que supuso un parn en la construccin de nuevas plantas.2. Francia 63130MW(e)Francia comenz en los aos 70, como resultado de la crisis del petrleo, un gran plan de nuclearizacin de la produccin de electricidad que le ha llevado a ser el pas ms dependiente del mundo de este tipo de energa (casi un 78 % del total de la produccin elctrica). El gobierno de Hollande ha asegurado que sereducir la dependencia de la energa nuclearal 50 por ciento en 2025

3. Japn 44215MW(e)Japn sufri un grave accidente nuclear en marzo de 2011 (que lleg a la categora 7, como Chernobyl) despus de un gran tsunami que asol parte del norte del pas. La energa nuclear sigue siendo importante, aunque durante el ltimo ao se han extremado las medidas de seguridad y se ha abierto un debate sobre su abandono.4. Rusia 23643MW(e)Rusia cuenta con los reactores nucleares ms jvenes del mundo, con un promedio de 20 aos de vida. En 2003 se dio un impulso a este tipo de energa, para reducir la dependencia del gas que pretende doblar la produccin a travs de las nucleares en 2020.5. Corea del Sur 21 18751MW(e)Corea del Sur es otro de los pases que ha hecho una apuesta fuerte por el nuclear. Su objetivo es alcanzar el 60 % de la produccin elctrica a travs del nuclear en 2030. Este ao ha habidovarios escndalospor problemas en la seguridad de algunos reactores.Como hemos comentado, Francia es el pas ms dependiente de la energa nuclear. Si observamos solo este dato, el rnking es entonces diferente. Segn datos de la World Nuclear Association, los pases ms dependientes 2011:1. Francia 77.7 %2. Blgica 54.0 %3. Eslovaquia 54.0 %4. Ucrania 47.2 %5. Hungra 43.2 %Todos son pases europeos, incluida Ucrania, donde se encontraba la central de Chernobyl que sufri el accidente nuclear ms grave de la historia en 1986.[footnoteRef:10] [10: http://www.miradasdeinternacional.com/2012/09/06/la-lista-los-principales-paises-productores-de-energia-nuclear/]

capitulo IV: Aplicaciones De Las Tecnologas Nuclear.Aunque la tecnologa nuclear se utiliza principalmente para la produccin deenerga elctricaen las centrales nucleares sta no es la nica utilidad que se le puede dar.Este tipo de energa aparece en muchos otros aspectos de nuestra vida cotidiana y en el campo cientfico.Trabajando con diferentes istopos de un mismo elemento, se puede utilizar la tecnologa nuclear para otras aplicaciones en diversos campos:4.1.- Medicina nuclear

Desde los Rayos X hasta las ltimas aplicaciones, la energa nuclear, al margen de las controversias que crea, nos ayuda cada da en los aspectos ms desconocidos de la labor humana. Veamos los usos ms conocidos: - Produccin de electricidad.- El uso ms conocido es la generacin de energa elctrica en las centrales nucleares. El proceso se puede ver en el apartado "PRODUCCION DE ELECTRICIDAD", ms abajo. La fisin -como en general la utilizacin de otros combustibles- genera calor que calienta agua para producir vapor, el cual mueve unas turbinas y stas unos generadores elctricos que producen la electricidad. En las centrales nucleares se controla la reaccin de fisin -la emisin de neutrones- para que el reactor no explote, mediante elementos de control, como pueden ser barras de boro, que absorbe dichos neutrones. Figura 4.1Rayos X.- Llamados as por desconocerse -en su momento- su origen. Se trata de fotones de energa (como los rayos gamma), por lo que no son partculas, sino ondas electromagnticas. Su principal uso es en la realizacin de las radiografas gracias a su poder de atravesar unos cuerpos -tejidos blandos- y no otros -ejemplo. huesos, metal...- dependiendo de la potencia que se le d, segn su uso. As, se pueden localizar fisuras o roturas de hueso, o incluso cuerpos extraos en el organismo. Por ser peligrosos se limita la exposicin a los mismos durante mucho tiempo. Los propios profesionales mdicos estn protegidos con elementos de plomo y tienen limitado el tiempo de exposicin.

Dosis media recibida por un paciente sometido a diferentespruebas mdicas con istopos radiactivos (en milisievert)La dosis media para fines diagnsticos en un pas desarrollado se encuentra en 1 miliSievert (mSv) por ao/habitante, aunque puede llegar a 100 mSv. La dosis recibida por una persona en una misma exploracin puede no ser idntica a la que reciba otra, dependiendo de diversos factores. La dosis tambin vara en funcin de la prueba de que se trate.La dosis media por usos mdicos por cada persona en un pas de Nivel Sanitario I (como Espaa) es de 1,05 mSv, de los que 1 mSv se recibe de pruebas con Rayos X y 0,05 mSv por medicina nuclear.Otro uso de los Rayos X es en el campo de la construccin. Con ellos se comprueban las soldaduras en las obras de construccin de edificios, buques, etc...

figura 4.2 Dosis media recibida por un paciente a diferentes pruebas con Rayos XDatacin con Carbono 14.- Casi todos hemos odo hablar de la prueba del Carbono 14, que es un istopo del Carbono -la base de la vida en la Tierra- que permite fechar restos arqueolgicos. La famosa Sbana Santa de Turn (donde segn la tradicin cristiana fue envuelto Jesucristo) fue fechada con Carbono 14. Restos antropolgicos, geolgicos, el hombre de las nieves (encontrado en los Alpes, entre Italia y Suiza), etc. tambin han sido sometidos a esta prueba, que da sus mejores resultados cuando se trata de restos de varios miles de aos y cuando no es tan importante encontrar la fecha exacta sino la poca a grandes rasgos.Radioterapia.- Para el tratamiento del cncer se aplica la radioterapia a travs de rayos X, gamma y rayos ionizantes.

Uno de cada tres pacientes que acuden a un hospital en un pas industrializado, recibe los beneficios de algn tipo de procedimiento de medicina nuclear. Se emplean radiofrmacos, tcnicas como la radioterapia para el tratamiento de tumores malignos, la teleterapia para el tratamiento oncolgico o la biologa radiolgica que permite esterilizar productos mdicos[footnoteRef:11]. [11: http://www.nuclear.5dim.es/civil.php]

4.2.-Aplicaciones militares, armas nucleares

Una arma es un instrumento utilizado para atacar o defenderse. Las armas nucleares son aquellas armas que utilizan la tecnologa nuclear. Dependiendo del rol que tenga la tecnologa nuclear en el arma se diferencian dos tipos de armas nucleares: Las que utilizan la energa nuclear para explotar, como sera el caso de labomba atmica, y las que utilizan la tecnologa nuclear para propulsarse. En esta segunda categora se incluyen los cruceros, portaaviones, submarinos...9

4.3.-Aplicaciones industrialesde la tecnologa nuclear

La tecnologa nuclear adquiere una gran importancia en el sector industrial concretamente se utiliza en el desarrollo y mejora de los procesos, para las mediciones, la automatizacin y el control de calidad.Se utiliza como requisito previo para la completa automatizacin de las lneas de produccin de alta velocidad, y se aplica a la investigacin de procesos, la mezcla, el mantenimiento y el estudio del desgaste y corrosin de instalaciones y maquinaria.La tecnologa nuclear tambin se utiliza en la fabricacin de plsticos y en la esterilizacin de productos de un solo uso10.

4.4.-Aplicaciones en agricultura de la tecnologa nuclearLa aplicacin de losistoposa la agricultura ha permitido aumentar la produccin agrcola de los pases menos desarrollados10.La tecnologa nuclear resulta de gran utilidad en el control de plagas de insectos, en el mximo aprovechamiento de los recursos hdricos, en la mejora de las variedades de cultivo o en el establecimiento de las condiciones necesarias para optimizar la eficacia de los fertilizantes y el agua10.4.5.-Aplicacin de la tecnologa nuclear a la alimentacin

En cuanto a la alimentacin, las tcnicas nucleares juegan un papel fundamental en la conservacin de alimentos.La aplicacin de losistopospermite aumentar considerablemente la conservacin de los alimentos. En la actualidad, ms de 35 pases permiten la irradiacin de algunos alimentos10.4.6.-Aplicaciones medioambientalesde la tecnologa nuclear

La aplicacin deistopospermite determinar las cantidades exactas de las sustancias contaminantes y lugares en que se presentan as como sus causas. Adems, el tratamiento con haces deelectronespermite reducir las consecuencias medioambientales y sanitarias del empleo a gran escala de combustibles fsiles, y contribuye de manera ms efectiva que otras tcnicas a resolver problemas como el efecto invernadero y la lluvia cida10.

4.7.-Otras aplicacionesde la tecnologa nuclear

Como la datacin, que emplea las propiedades de fijacin del carbono-14 a los huesos, maderas o residuos orgnicos, determinando su edad cronolgica, y los usos en Geofsica y Geoqumica, que aprovechan la existencia de materiales radiactivos naturales para la fijacin de las fechas de los depsitos de rocas, carbn o petrleo10.Otras aplicaciones de la tecnologa nuclear se producen en disciplinas como la hidrologa, la minera o la industria espacial.[footnoteRef:12] [12: http://www.yosoynuclear.org/index.phpoption=com_content&view=article&id=66:aplicaciones-de-la-tecnologia-nuclear&catid=11:divulgacion&Itemid=22]

4.8.- Residuos Nucleares.

4.8.1.- Residuos nucleares

Uno de los principales problemas del uso de la energa nuclear es la gestin de los residuos nucleares ya que son muy peligrosos y difciles de eliminar.4.8.2.-Que se hace con los residuos de la energa nuclear?Los residuos nucleares son uno de los principales problemas relacionados la energa nuclear. Si estos residuos no se tratan debidamente, resultan altamente peligrosos para la poblacin y el medio ambiente.Los residuos radiactivos se pueden clasificar segn sus caractersticas fsicas y qumicas y por su actividad.Clasificandolos por su actividad tenemos: Residuos nucleares de alta actividad, compuestos por los elementos del combustible ganado. Residuos nucleares de media actividad, son radionucleidos producidos en el proceso de fisin nuclear. Residuos nucleares de baja actividad, bsicamente se trata de las herramientas, ropas y material diverso utilizado para el mantenimiento de una central de energa nuclear.La Empresa Nacional de Residuos Radiactivos (ENRESA) es la empresa que se encarga en Espaa de lagestin de residuos nucleares (provengan de centrales nucleares o de otras instalaciones radiactivas como hospitales y centros de investigacin relacionados con la energa nuclear). La gestin de dichos residuos nucleares est definida en el Plan General de Residuos aprobado por el Parlamento.Los protocolos para el tratamiento de los residuos nucleares depende de su nivel de actividad radiactiva:4.8.3.-Residuos nucleares de media y baja actividadLos residuos nucleares de media actividad se generan por radionucleidos liberados en el proceso de fisin (el que actualmente se utiliza en las centrales de energa nuclear) en cantidades pequeas, muy inferiores a las consideradas peligrosas para la seguridad y la proteccin de las personas.Con un tratamiento se separan los elementos radioactivos que contienen en estos subproductos y los residuos resultantes se depositan en bidones de acero solidificndolos con alquitrn, resinas o cemento.Los residuos nucleares de baja actividad radiactiva (ropas, herramientas, etc) se prensan y se mezclan con hormign formando un bloque slido. Al igual que en el caso anterior stos tambin se introducen en bidones de acero.Figura 4.3

En Espaa, los bidones se trasladan al Centro de Almacenamiento de El Cabril (Crdoba), que ENRESA se encarga de gestionar. Adems de depositarse todos los residuos nucleares de todas las centrales nucleares espaolas, tambin se depositan los residuos nucleares generados por la medicina, la investigacin, la industria y otros campos que tambin trabajan con energa nuclear.

Figura 4.4. Todos los almacenamientos de residuos nucleares, en la actualidad, estn vigilados y controlados rigurosamente.

4.8.4.-Residuos nucleares de alta actividadUna vez se ha gastado el combustible en una central de energa nuclear,se extrae del reactor para almacenarse temporalmente en una piscina de aguaconstruida de hormign y paredes de acero inoxidable dentro de la central para crear unabarrera a las radiacionesy evitar escapes.Si bien es cierto que estas piscinas pueden ampliarse mediante una operacin llamadareracking, los ltimos Planes Generales de Residuos prevn la construccin de almacenes temporales en seco dentro de la propia central nuclear. ste seria un complemento a las piscinas en el paso intermedio hasta definir una localizacin definitiva.La investigacin sobre almacenamientos definitivos se desarrolla en numerosos pases, algunos de los cuales, como Finlandia y EE.UU., han dado pasos muy importantes para su construccin y puesta en servicio.Una de las soluciones que ms se aceptan entre expertos es el Almacenamiento Geolgico Profundo (AGP), generalmente en minas excavadas en formaciones geolgicas estables.Actualmente ENRESA trabaja para localizar, construir y gestionar un Almacn Temporal Centralizado donde guardar, de manera provisional y segura, los residuos nucleares de alta actividad que actualmente se guardan en las centrales nucleares espaolas. Este almacenamiento permitir ganar tiempo para buscar una ubicacin adecuada para el AGP permitiendo la continuidad de las instalaciones nucleares y el almacenamiento seguro de los residuos de alta actividad.Clasificacion europea de residuos nuclearesDado que no todos los pases emplean la misma clasificacin, la Comisin Europea ha recomendado unificar criterios,para lo cual propone la siguiente clasificacin, en vigor desde el 1 de enero de 2002:Residuos nucleares de transicin: residuos, principalmente de origen mdico, que se desintegran durante el perodo de almacenamiento temporal, pudiendo a continuacin gestionarse como residuos no radiactivos, siempre que se respeten unos valores de des-clasificacin.Residuos nucleares de baja y media actividad: su concentracin en radionucleidos es tal que la generacin de energa trmica durante su evacuacin es suficientemente baja. A su vez se clasifican en residuos de vida corta que contienen nucleidos cuya vida media es inferior o igual a 30 aos, con una concentracin limitada de radionucleidos alfa de vida largay en residuos de vida larga con radionucleidos y emisores alfa de vida larga cuya concentracin es superior a los limites aplicables a los residuos de vida corta.Residuos nucleares de alta actividad: Residuos con una concentracin de radionucleidos tal que debe tenerse encuenta la generacin trmica durante su almacenamiento y evacuacin. Este tipo de residuos se obtiene principalmente del tratamiento y acondicionamientodel combustible gastado.[footnoteRef:13] [13: http://energia-nuclear.net/residuos_nucleares.html]

CONCLUSION

Una leccin que el hombre debe de aprender que cuando se busca la manera de realizar una buena accin como en el uso de energas alternas como la nuclear siempre puede ocurrir algn percance y sabiendo que los danos que la radiacin provoca en el ser humano resulta extremadamente peligroso.Por eso es importante valorar a las personas que se arriesgan produciendo esta fuente de energa que es de las mejores. Son pocos los pases que cuentan con plantaciones nucleares, por sus conocidos procesos e inversin en investigacin.Bsicamente se debe a su mayor rentabilidad (aunque son muy caras de construir) y su gran capacidad para producir energa, una central nuclear actualmente producir ms energa que cualquier energa renovable, tiene sus riesgos desde luego pero para eso estn los controles de seguridad y las exigentes normas que los rigen.

Referencias

http://web.ing.puc.cl/power/alumno10/nuclear/nuclear_archivos/Page386.htm http://energia-nuclear.net/que_es_la_energia_nuclear.html http://energia-nuclear.net/como_funciona/fusion_nuclear.html http://energia-nuclear.net/como_funciona/fision_nuclear.html http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/x.-las-centrales-nucleare http://www.nuclear.5dim.es/chernobyl.php http://www.miradasdeinternacional.com/2012/09/06/la-lista-los-principales-paises-productores-de-energia-nuclear/ http://www.nuclear.5dim.es/civil.php http://www.yosoynuclear.org/index.phpoption=com_content&view=article&id=66:aplicaciones-de-la-tecnologia-nuclear&catid=11:divulgacion&Itemid=22# http://energia-nuclear.net/residuos_nucleares.html http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students.html